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나사 및 볼트를 위한 여유 구멍 계산기

어떤 나사나 볼트에 대한 최적의 여유 구멍 크기를 계산하세요. 패스너 크기를 입력하면 목공, 금속 가공 및 건설 프로젝트에 적합한 구멍 직경을 추천받을 수 있습니다.

클리어런스 홀 계산기

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문서화

클리어런스 홀 계산기: 나사와 볼트에 적합한 홀 크기 찾기

클리어런스 홀 소개

클리어런스 홀은 나사나 볼트의 직경보다 약간 더 큰 홀로, 나사가 나사산 없이 통과할 수 있도록 드릴링됩니다. 이 클리어런스 홀 계산기는 선택한 나사 또는 볼트에 따라 최적의 홀 크기를 결정하는 데 도움을 주어, 프로젝트에서 적절한 맞춤과 기능을 보장합니다. 미터법 나사, 미국 번호 나사 또는 분수 크기로 작업하든, 이 도구는 전문 품질의 결과를 위한 정확한 클리어런스 홀 치수를 제공합니다.

클리어런스 홀은 기계 조립, 가구 제작 및 DIY 프로젝트에서 필수적이며, 부품의 정렬을 쉽게 하고, 재료의 팽창을 수용하며, 나사산 손상을 방지합니다. 올바른 클리어런스 홀 크기를 사용하는 것은 강력하고 잘 정렬된 연결을 만드는 데 중요하며, 조립 중에 약간의 조정을 허용합니다.

클리어런스 홀 이해하기

클리어런스 홀이란 무엇인가?

클리어런스 홀은 통과할 나사보다 의도적으로 더 크게 드릴링됩니다. 나사와 결합하기 위해 나사산이 있는 탭 홀이나 나사보다 작은 간섭 맞춤과는 달리, 클리어런스 홀은 나사나 볼트가 주변 재료와 연결되지 않고 자유롭게 통과할 수 있도록 합니다.

클리어런스 홀의 주요 목적은 다음과 같습니다:

  • 나사 삽입 용이
  • 작은 정렬 불일치 수용
  • 열 팽창 및 수축 수용
  • 조립 중 조정 가능
  • 재료의 나사산 손상 방지

클리어런스 맞춤의 종류

클리어런스 홀은 나사 직경에 비례하여 다양한 크기가 있으며, 각각 특정 용도를 제공합니다:

  1. 근접 맞춤: 나사 직경보다 약간 더 큰 홀로, 최소한의 움직임으로 정밀한 정렬을 제공합니다.
  2. 정상 맞춤: 일반적인 용도에 대한 표준 클리어런스, 조립 용이성과 안정성의 균형을 이룹니다.
  3. 느슨한 맞춤: 나사보다 상당히 큰 홀로, 더 큰 조정과 정렬 불일치 수용을 허용합니다.

이 계산기는 대부분의 응용 프로그램에 적합한 표준 정상 맞춤 클리어런스 홀을 제공합니다.

클리어런스 홀 크기 공식

표준 클리어런스 홀 크기를 계산하는 공식은 나사 유형에 따라 약간 다르지만 일반적으로 다음 원칙을 따릅니다:

미터법 나사(M 시리즈)의 경우

미터법 나사의 경우, 표준 클리어런스 홀은 다음과 같이 계산할 수 있습니다:

Dclearance=Dnominal+toleranceD_{clearance} = D_{nominal} + \text{tolerance}

여기서:

  • DclearanceD_{clearance}는 클리어런스 홀 직경
  • DnominalD_{nominal}은 명목상 나사 직경
  • 허용 오차는 일반적으로 나사 크기에 따라 0.1mm에서 1.0mm까지 다양합니다.

예를 들어, M6 나사(직경 6mm)는 일반적으로 6.6mm 클리어런스 홀이 필요합니다.

미국 번호 나사의 경우

미국 번호 나사의 경우, 클리어런스 홀은 일반적으로 다음과 같이 계산됩니다:

Dclearance=Dscrew+0.03 inchesD_{clearance} = D_{screw} + 0.03\text{ inches}

여기서:

  • DclearanceD_{clearance}는 인치 단위의 클리어런스 홀 직경
  • DscrewD_{screw}는 인치 단위의 실제 나사 직경입니다.

미국 분수 나사의 경우

분수 인치 나사의 경우, 표준 클리어런스는 다음과 같습니다:

Dclearance=Dnominal+1/16 inchD_{clearance} = D_{nominal} + 1/16\text{ inch}

작은 크기(1/4" 미만)의 경우, 종종 1/32"의 클리어런스를 사용합니다.

표준 클리어런스 홀 크기 표

미터법 나사 클리어런스 홀

나사 크기나사 직경 (mm)클리어런스 홀 (mm)
M22.02.4
M2.52.52.9
M33.03.4
M44.04.5
M55.05.5
M66.06.6
M88.09.0
M1010.011.0
M1212.013.5
M1616.017.5
M2020.022.0
M2424.026.0

미국 번호 나사 클리어런스 홀

나사 크기나사 직경 (인치)클리어런스 홀 (인치)
#00.0600.070
#10.0730.083
#20.0860.096
#30.0990.110
#40.1120.125
#50.1250.138
#60.1380.150
#80.1640.177
#100.1900.205
#120.2160.234

미국 분수 나사 클리어런스 홀

나사 크기나사 직경 (인치)클리어런스 홀 (인치)
1/4"0.2500.281
5/16"0.3130.344
3/8"0.3750.406
7/16"0.4380.469
1/2"0.5000.531
9/16"0.5630.594
5/8"0.6250.656
3/4"0.7500.812
7/8"0.8750.938
1"1.0001.062

클리어런스 홀 계산기 사용 방법

클리어런스 홀 계산기를 사용하는 것은 간단합니다:

  1. 드롭다운 메뉴에서 나사 또는 볼트 크기를 선택합니다.

    • 미터법 크기 선택 (M2-M24)
    • 미국 번호 크기 선택 (#0-#12)
    • 미국 분수 크기 선택 (1/4"-1")

  2. 결과를 확인합니다:

    • 나사의 명목상 직경
    • 권장 클리어런스 홀 크기
    • 적절한 측정 단위 (mm 또는 인치)

  3. 시각화를 사용하여 다음의 관계를 이해합니다:

    • 나사 직경 (회색 원)
    • 클리어런스 홀 직경 (파란색 윤곽선)

  4. 결과를 복사합니다: "복사" 버튼을 클릭하여 프로젝트 참조를 쉽게 할 수 있습니다.

계산기는 자동으로 정상 맞춤 응용 프로그램에 대한 표준 클리어런스 홀 크기를 제공합니다.

클리어런스 홀 드릴링 단계별 가이드

최고의 결과를 얻으려면 클리어런스 홀을 만들 때 다음을 따르세요:

  1. 홀을 드릴링해야 할 정확한 위치를 측정하고 표시합니다.
  2. 계산기 권장 사항에 따라 올바른 드릴 비트를 선택합니다.
  3. 센터 펀치를 사용하여 드릴 비트를 안내할 작은 움푹 들어간 자국을 만듭니다.
  4. 단단한 재료나 큰 홀 작업 시 파일럿 홀을 작은 비트로 드릴링합니다.
  5. 권장 크기로 최종 클리어런스 홀을 드릴링합니다.
  6. 홀의 가장자리를 매끄럽게 하여 나사에 방해가 될 수 있는 날카로운 모서리를 제거합니다.
  7. 나사를 삽입하여 적절한 클리어런스를 확인합니다.

정밀 작업을 위해서는 핸드헬드 드릴보다 드릴 프레스를 사용하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 홀을 표면에 수직으로 완벽하게 드릴링할 수 있습니다.

응용 프로그램 및 사용 사례

클리어런스 홀은 다양한 산업에서 수많은 응용 프로그램에 사용됩니다:

목공 및 가구

목공에서 클리어런스 홀은 나사를 삽입할 때 나무가 갈라지는 것을 방지합니다. 이는 다음과 같은 작업에 필수적입니다:

  • 캐비닛 제작
  • 가구 조립
  • 데크 건설
  • 문 및 창문 설치

금속 가공 및 제작

금속 제작에서 적절한 클리어런스 홀은 다음을 보장합니다:

  • 구조용 강철에 빠른 볼트 삽입
  • 기계의 정확한 정렬
  • 금속 부품의 열 팽창 수용
  • 얇은 판금에서 나사산 손상 방지

전자 및 정밀 장치

전자 인클로저 및 정밀 장치의 경우, 클리어런스 홀은:

  • 부품 장착 시 스트레스를 방지
  • PCB 정렬을 위한 조정 공간 제공
  • 재료의 서로 다른 열 팽창률 수용
  • 서비스 가능성 및 부품 교체 가능성 제공

자동차 및 항공우주

운송 산업에서 클리어런스 홀은 다음에 중요합니다:

  • 엔진 구성 요소 조립
  • 차체 패널 부착
  • 진동 격리 마운트
  • 안전 필수 나사 설치

재료 고려 사항

다양한 재료는 클리어런스 홀 접근 방식이 다를 수 있습니다:

금속

  • 강철 및 알루미늄: 표준 클리어런스 홀이 잘 작동합니다.
  • 얇은 판금: 왜곡을 방지하기 위해 더 큰 클리어런스가 필요할 수 있습니다.
  • 주조 금속: 주조 공차를 수용하기 위해 약간 더 큰 클리어런스가 필요할 수 있습니다.

목재

  • 경목: 표준 클리어런스 홀이 갈라짐을 방지합니다.
  • 연목: 더 나은 그립을 위해 약간 더 작은 클리어런스 홀이 유리할 수 있습니다.
  • 합판 및 복합재: 표준 클리어런스가 탈착을 방지합니다.

플라스틱

  • 경질 플라스틱: 대부분의 응용 프로그램에 대해 표준 클리어런스가 잘 작동합니다.
  • 유연한 플라스틱: 변형을 방지하기 위해 더 큰 클리어런스가 필요할 수 있습니다.
  • 열 고려 사항: 높은 열 팽창이 있는 플라스틱은 추가 클리어런스가 필요할 수 있습니다.

특별 사례 및 고려 사항

카운터싱크 나사

카운터싱크 나사의 경우, 두 가지가 필요합니다:

  • 나사 축을 위한 클리어런스 홀
  • 나사 머리를 위한 카운터싱크 홀

카운터싱크는 나사 머리의 각도(일반적으로 82° 또는 90°)와 일치해야 하며, 나사 머리가 표면과 평평하게 또는 약간 아래에 위치하도록 허용해야 합니다.

오버사이즈 및 슬롯 홀

일부 응용 프로그램에서는 다음이 필요할 수 있습니다:

  • 오버사이즈 홀: 표준 클리어런스보다 훨씬 큰 홀로 주요 조정을 허용합니다.
  • 슬롯 홀: 선형 조정을 허용하기 위해 길게 늘어난 홀입니다.
  • 키홀 슬롯: 걸림 및 잠금 메커니즘을 허용합니다.

온도 고려 사항

온도 변화가 큰 환경에서는:

  • 서로 다른 열 팽창률을 가진 재료에 대해 클리어런스를 늘립니다.
  • 클리어런스를 결정할 때 작동 온도 범위를 고려합니다.
  • 계절 변화에 노출된 야외 응용 프로그램의 경우 추가 클리어런스를 허용합니다.

클리어런스 홀 계산을 위한 프로그래밍 예제

엑셀 공식

1' 미터법 클리어런스 홀에 대한 엑셀 공식
2=IF(LEFT(A1,1)="M",VALUE(RIGHT(A1,LEN(A1)-1))+IF(VALUE(RIGHT(A1,LEN(A1)-1))<=5,0.4,IF(VALUE(RIGHT(A1,LEN(A1)-1))<=10,1,1.5)),"잘못된 입력")
3

자바스크립트 구현

1function calculateClearanceHole(screwSize) {
2  // 미터법 나사(M 시리즈)의 경우
3  if (screwSize.startsWith('M')) {
4    const diameter = parseFloat(screwSize.substring(1));
5    if (diameter <= 5) {
6      return { diameter, clearanceHole: diameter + 0.4, unit: 'mm' };
7    } else if (diameter <= 10) {
8      return { diameter, clearanceHole: diameter + 1.0, unit: 'mm' };
9    } else {
10      return { diameter, clearanceHole: diameter + 1.5, unit: 'mm' };
11    }
12  }
13  
14  // 미국 번호 나사의 경우
15  if (screwSize.startsWith('#')) {
16    const number = parseInt(screwSize.substring(1));
17    const diameter = 0.060 + (number * 0.013); // 나사 번호를 직경으로 변환
18    return { diameter, clearanceHole: diameter + 0.03, unit: 'inch' };
19  }
20  
21  // 미국 분수 나사의 경우
22  if (screwSize.includes('"')) {
23    const fraction = screwSize.replace('"', '');
24    let diameter;
25    
26    if (fraction.includes('/')) {
27      const [numerator, denominator] = fraction.split('/').map(Number);
28      diameter = numerator / denominator;
29    } else {
30      diameter = parseFloat(fraction);
31    }
32    
33    return { diameter, clearanceHole: diameter + 0.0625, unit: 'inch' };
34  }
35  
36  throw new Error('알 수 없는 나사 크기 형식');
37}
38
39// 사용 예
40console.log(calculateClearanceHole('M6'));
41console.log(calculateClearanceHole('#8'));
42console.log(calculateClearanceHole('1/4"'));
43

파이썬 구현

1def calculate_clearance_hole(screw_size):
2    """주어진 나사 크기에 대한 권장 클리어런스 홀 크기를 계산합니다."""
3    
4    # 미터법 나사(M 시리즈)의 경우
5    if screw_size.startswith('M'):
6        diameter = float(screw_size[1:])
7        if diameter <= 5:
8            clearance = diameter + 0.4
9        elif diameter <= 10:
10            clearance = diameter + 1.0
11        else:
12            clearance = diameter + 1.5
13        return {'diameter': diameter, 'clearance_hole': clearance, 'unit': 'mm'}
14    
15    # 미국 번호 나사의 경우
16    if screw_size.startswith('#'):
17        number = int(screw_size[1:])
18        diameter = 0.060 + (number * 0.013)  # 나사 번호를 직경으로 변환
19        clearance = diameter + 0.03
20        return {'diameter': diameter, 'clearance_hole': clearance, 'unit': 'inch'}
21    
22    # 미국 분수 나사의 경우
23    if '"' in screw_size:
24        fraction = screw_size.replace('"', '')
25        if '/' in fraction:
26            numerator, denominator = map(int, fraction.split('/'))
27            diameter = numerator / denominator
28        else:
29            diameter = float(fraction)
30        
31        clearance = diameter + 0.0625
32        return {'diameter': diameter, 'clearance_hole': clearance, 'unit': 'inch'}
33    
34    raise ValueError(f"알 수 없는 나사 크기 형식: {screw_size}")
35
36# 사용 예
37print(calculate_clearance_hole('M6'))
38print(calculate_clearance_hole('#8'))
39print(calculate_clearance_hole('1/4"'))
40

C# 구현

1using System;
2
3public class ClearanceHoleCalculator
4{
5    public static (double Diameter, double ClearanceHole, string Unit) CalculateClearanceHole(string screwSize)
6    {
7        // 미터법 나사(M 시리즈)의 경우
8        if (screwSize.StartsWith("M", StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
9        {
10            double diameter = double.Parse(screwSize.Substring(1));
11            double clearance;
12            
13            if (diameter <= 5)
14                clearance = diameter + 0.4;
15            else if (diameter <= 10)
16                clearance = diameter + 1.0;
17            else
18                clearance = diameter + 1.5;
19                
20            return (diameter, clearance, "mm");
21        }
22        
23        // 미국 번호 나사의 경우
24        if (screwSize.StartsWith("#"))
25        {
26            int number = int.Parse(screwSize.Substring(1));
27            double diameter = 0.060 + (number * 0.013); // 나사 번호를 직경으로 변환
28            double clearance = diameter + 0.03;
29            
30            return (diameter, clearance, "inch");
31        }
32        
33        // 미국 분수 나사의 경우
34        if (screwSize.Contains("\""))
35        {
36            string fraction = screwSize.Replace("\"", "");
37            double diameter;
38            
39            if (fraction.Contains("/"))
40            {
41                string[] parts = fraction.Split('/');
42                double numerator = double.Parse(parts[0]);
43                double denominator = double.Parse(parts[1]);
44                diameter = numerator / denominator;
45            }
46            else
47            {
48                diameter = double.Parse(fraction);
49            }
50            
51            double clearance = diameter + 0.0625;
52            return (diameter, clearance, "inch");
53        }
54        
55        throw new ArgumentException($"알 수 없는 나사 크기 형식: {screwSize}");
56    }
57    
58    public static void Main()
59    {
60        Console.WriteLine(CalculateClearanceHole("M6"));
61        Console.WriteLine(CalculateClearanceHole("#8"));
62        Console.WriteLine(CalculateClearanceHole("1/4\""));
63    }
64}
65

클리어런스 홀 및 표준화의 역사

클리어런스 홀의 개념은 패스너 기술과 함께 발전해왔습니다. 초기 목공 및 금속 작업자들은 나사보다 더 큰 홀의 필요성을 이해했지만, 표준화는 훨씬 나중에 이루어졌습니다.

초기 개발

산업 혁명 이전의 장인들은 종종 경험에 따라 적절한 크기를 결정하기 위해 눈으로 클리어런스 홀을 만들었습니다. 대량 생산의 출현과 함께 표준화의 필요성이 분명해졌습니다.

현대 표준화

오늘날 클리어런스 홀 크기는 다양한 조직에 의해 표준화됩니다:

  • ISO (국제 표준화 기구): 미터법 클리어런스 홀 정의
  • ANSI (미국 국가 표준 협회): 미국 표준 클리어런스 홀 설정
  • DIN (독일 표준화 연구소): 많은 국제 표준에 영향을 미친 독일 표준

이러한 표준은 부품의 호환성을 보장하고 산업 및 국가 간의 일관성을 유지합니다.

자주 묻는 질문

클리어런스 홀과 탭 홀의 차이는 무엇인가요?

클리어런스 홀은 나사 직경보다 더 크게 드릴링되어 나사가 나사산 없이 자유롭게 통과할 수 있도록 합니다. 탭 홀은 나사와 결합하기 위해 나사산이 절삭된 홀로, 나사와 단단히 결합하는 역할을 합니다. 클리어런스 홀은 패스너가 고정되는 구성 요소에 사용되며, 탭 홀은 패스너를 받는 구성 요소에 사용됩니다.

클리어런스 홀은 나사보다 얼마나 더 커야 하나요?

표준 응용 프로그램의 경우, 클리어런스 홀은 나사 직경보다 약 10-15% 더 커야 합니다. 미터법 나사의 경우, 이는 일반적으로 M5 이하의 나사에 대해 0.4mm, M6-M10의 나사에 대해 1mm, M12 이상의 나사에 대해 1.5mm의 클리어런스를 의미합니다. 정밀 응용 프로그램이나 특별한 경우에는 다른 클리어런스가 필요할 수 있습니다.

클리어런스 홀이 맞지 않는 이유는 무엇인가요?

클리어런스 홀에 나사가 맞지 않는 경우, 가능한 원인은 다음과 같습니다:

  • 사용된 드릴 비트가 지정된 것보다 작음
  • 홀을 비스듬히 드릴링하여 유효 직경이 감소함
  • 나사가 손상되어 명목상 크기보다 커짐
  • 계산을 위해 잘못된 나사 크기가 선택됨
  • 재료가 팽창함 (습기 있는 조건에서 목재에서 흔함)

동일한 클리어런스 홀 크기를 서로 다른 재료에 사용할 수 있나요?

표준 클리어런스 홀 크기는 대부분의 재료에 잘 작동하지만, 약간의 조정이 필요할 수 있습니다:

  • 부드럽거나 유연한 재료의 경우, 변형을 방지하기 위해 약간 더 작은 클리어런스 홀이 유리할 수 있습니다.
  • 열 팽창이 큰 재료의 경우, 더 큰 클리어런스 홀이 필요할 수 있습니다.
  • 정밀 응용 프로그램의 경우, 재료별 클리어런스가 필요할 수 있습니다.

비표준 나사에 대한 클리어런스 홀 크기를 어떻게 결정하나요?

비표준 나사의 경우:

  1. 캘리퍼스를 사용하여 나사의 실제 직경을 측정합니다.
  2. 적절한 클리어런스(직경의 10-15%)를 추가합니다.
  3. 계산된 값보다 큰 가장 가까운 표준 드릴 비트 크기를 선택합니다.

클리어런스 홀이 조인트의 강도에 미치는 영향은 무엇인가요?

적절한 크기의 클리어런스 홀은 조인트의 강도에 큰 영향을 미치지 않으며, 강도는 패스너와 그것이 생성하는 압착력에서 옵니다. 그러나 지나치게 큰 클리어런스 홀은 지지 면적을 줄이고 조인트에서 더 많은 움직임을 허용할 수 있어, 동적 하중 하에서 장기적인 내구성에 영향을 미칠 수 있습니다.

참고 문헌

  1. ISO 273:1979 - 패스너 - 볼트 및 나사를 위한 클리어런스 홀
  2. ASME B18.2.8 - 볼트, 나사 및 스터드를 위한 클리어런스 홀
  3. Machinery's Handbook, 31st Edition, Industrial Press
  4. Carroll, D. (2018). Precision Engineering: Fasteners and Joining Technology. Springer.
  5. Smith, G. T. (2016). Cutting Tool Technology: Industrial Handbook. Springer.
  6. Oberg, E., Jones, F. D., Horton, H. L., & Ryffel, H. H. (2016). Machinery's Handbook (30th Edition). Industrial Press.

결론

클리어런스 홀 계산기는 건설, 목공, 금속 가공 또는 DIY 프로젝트에서 패스너와 함께 작업하는 모든 사람에게 필수 도구입니다. 선택한 나사 또는 볼트에 따라 정확한 클리어런스 홀 크기를 제공하여 조립에서 적절한 맞춤, 정렬 및 기능을 보장합니다.

표준 클리어런스 홀이 대부분의 응용 프로그램에 적합하지만, 특별한 경우에는 재료 특성, 온도 조건 또는 특정 정밀 요구 사항에 따라 조정이 필요할 수 있습니다. 프로젝트에 적합한 클리어런스 홀 크기를 결정할 때 항상 특정 요구 사항을 고려하세요.

오늘 클리어런스 홀 계산기를 사용하여 다음 프로젝트에서 나사에 대한 적절한 홀 크기를 쉽게 찾고, 모든 패스너에 대해 올바른 크기로 전문 품질의 결과를 얻어보세요.

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